JPH04365A - 連続表面処理炉 - Google Patents
連続表面処理炉Info
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- JPH04365A JPH04365A JP10066290A JP10066290A JPH04365A JP H04365 A JPH04365 A JP H04365A JP 10066290 A JP10066290 A JP 10066290A JP 10066290 A JP10066290 A JP 10066290A JP H04365 A JPH04365 A JP H04365A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、鉄鋼部品(ワーク)に表面処理を施すための
処理炉に係り、より詳しくは鉄鋼部品の表面にガス軟窒
化処理とガス酸化処理とを連続に施すための連続表面処
理炉に関する。
処理炉に係り、より詳しくは鉄鋼部品の表面にガス軟窒
化処理とガス酸化処理とを連続に施すための連続表面処
理炉に関する。
(従来の技術)
軟窒化処理は、主として耐摩耗性と耐疲労性との向上を
目的に行われるもので、従来一般には塩浴中で処理して
いた。しかしながら、この塩浴は有害なシアンを含むた
めに公害問題を引き起こす危険があり、そこで、最近は
窒化ガス中で処理するガス軟窒化が多用されるようにな
ってきている。ガス軟窒化処理は1通常、軟窒化温度(
550〜650℃)に保持した炉内にNH3ガスと吸熱
型変成ガスを導入して行うが、前記吸熱型変成ガスを得
るための変成炉を排除する目的で、窒化ガスとしてNH
3ガス、炭酸ガス(CO2) 、酸素ガス(02) 、
窒素ガス(N2)等の混合ガスを用いる場合もある(特
開昭62−270761号、特開昭83−255355
号公報等)。
目的に行われるもので、従来一般には塩浴中で処理して
いた。しかしながら、この塩浴は有害なシアンを含むた
めに公害問題を引き起こす危険があり、そこで、最近は
窒化ガス中で処理するガス軟窒化が多用されるようにな
ってきている。ガス軟窒化処理は1通常、軟窒化温度(
550〜650℃)に保持した炉内にNH3ガスと吸熱
型変成ガスを導入して行うが、前記吸熱型変成ガスを得
るための変成炉を排除する目的で、窒化ガスとしてNH
3ガス、炭酸ガス(CO2) 、酸素ガス(02) 、
窒素ガス(N2)等の混合ガスを用いる場合もある(特
開昭62−270761号、特開昭83−255355
号公報等)。
一方、酸化処理は、主として耐食性を向上させる目的で
行われるものであるが、最近では窒化処理と組合わせる
ことの有用性が確認され、上記軟窒化処理に続いて実施
することが多くなってきている(特開昭58−1281
177号公報、特開昭84−31157号公報等)、こ
の酸化処理には発熱型変成ガス、水蒸気、空気(02)
、 GO2等の酸化性ガスが用いられるが、密着性の
良いFe3O4を主体とする酸化皮膜を得るには、鉄鋼
部品(ワーク)を500℃以上に保持して酸化雰囲気に
曝す必要がある。そこで、前記特開昭64−31957
号公報に示される表面処理では、軟窒化処理を終えた後
、同一炉内に前記酸化性ガスを導入して酸化処理を行う
ようにしている。
行われるものであるが、最近では窒化処理と組合わせる
ことの有用性が確認され、上記軟窒化処理に続いて実施
することが多くなってきている(特開昭58−1281
177号公報、特開昭84−31157号公報等)、こ
の酸化処理には発熱型変成ガス、水蒸気、空気(02)
、 GO2等の酸化性ガスが用いられるが、密着性の
良いFe3O4を主体とする酸化皮膜を得るには、鉄鋼
部品(ワーク)を500℃以上に保持して酸化雰囲気に
曝す必要がある。そこで、前記特開昭64−31957
号公報に示される表面処理では、軟窒化処理を終えた後
、同一炉内に前記酸化性ガスを導入して酸化処理を行う
ようにしている。
ところで、ガス軟窒化やガス酸化を行う場合、ワークの
表面に付着している切削油、防錆油等の不純物を予め除
去する必要があるが、これを従前の有機溶剤やアルカリ
洗浄剤による洗浄、あるいは直火バーナの燃焼生成ガス
による加熱気化洗浄により行う場合、有害な有機溶剤等
が引き起こす公害問題、あるはい燃焼生成ガスのパージ
によるコスト上昇を避けることができない、そこで、前
記特開昭82−270761号公報に示される表面処理
では、軟窒化炉内でワークを予熱すると同時に、同炉内
を排気してワークを真空加熱気化洗浄するようにしてい
る。
表面に付着している切削油、防錆油等の不純物を予め除
去する必要があるが、これを従前の有機溶剤やアルカリ
洗浄剤による洗浄、あるいは直火バーナの燃焼生成ガス
による加熱気化洗浄により行う場合、有害な有機溶剤等
が引き起こす公害問題、あるはい燃焼生成ガスのパージ
によるコスト上昇を避けることができない、そこで、前
記特開昭82−270761号公報に示される表面処理
では、軟窒化炉内でワークを予熱すると同時に、同炉内
を排気してワークを真空加熱気化洗浄するようにしてい
る。
また、軟窒化処理においては、安定な窒化物層を得るた
め、窒化処理後にワークを急冷する必要があるが、この
急冷に冷却液を用いたのでは、その管理が面倒でしかも
周辺環境の汚染を招くようになる。そこで、前記特開昭
82−270761号公報または前記特開昭133−2
55355号に示される表面処理においては、軟窒化処
理後に同炉内を排気して冷却用のガスを導入し、ガス冷
却するようにしている。
め、窒化処理後にワークを急冷する必要があるが、この
急冷に冷却液を用いたのでは、その管理が面倒でしかも
周辺環境の汚染を招くようになる。そこで、前記特開昭
82−270761号公報または前記特開昭133−2
55355号に示される表面処理においては、軟窒化処
理後に同炉内を排気して冷却用のガスを導入し、ガス冷
却するようにしている。
(発明が解決しようとする課B)
すなわち、ガス軟窒化処理後に引続いてガス酸化処理を
行う表面処理においては、ガス軟窒化処理の前処理であ
る洗浄処理およびガス酸化処理の後処理である冷却処理
は公害、衛生の面から間接加熱による加熱気化洗浄およ
びガス冷却を採用するのが望ましい訳であるが、上記し
たようにこれらの処理を同一処理室内で実行しようとす
ると、一つの処理を行っている間は、他の処理が待ちの
状態となり、したがってサイクルタイムの延長が避けら
れず、生産性が低下するという問題があった。
行う表面処理においては、ガス軟窒化処理の前処理であ
る洗浄処理およびガス酸化処理の後処理である冷却処理
は公害、衛生の面から間接加熱による加熱気化洗浄およ
びガス冷却を採用するのが望ましい訳であるが、上記し
たようにこれらの処理を同一処理室内で実行しようとす
ると、一つの処理を行っている間は、他の処理が待ちの
状態となり、したがってサイクルタイムの延長が避けら
れず、生産性が低下するという問題があった。
本発明は、上記従来の問題を解決することを課題として
なされたもので、その目的とするところは、ワークを連
続的に流して間接加熱による加熱気化洗浄、ガス軟窒化
、ガス酸化およびガス冷却の処理を連続に行うことを可
能とし、もって生産性の向上に大きく寄与する連続表面
処理炉を提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、ワークを連
続的に流して間接加熱による加熱気化洗浄、ガス軟窒化
、ガス酸化およびガス冷却の処理を連続に行うことを可
能とし、もって生産性の向上に大きく寄与する連続表面
処理炉を提供することにある。
(課題を解決するための手段)
本発明は、上記目的を達成するため、加熱気化洗浄する
予熱室と、ガス軟窒化およびガス酸化する窒化室とガス
冷却する冷却室とを扉フードを介して連設し、前記各室
を独立の密閉室として区画すると共に、前記各室および
扉フードを真空ポンプに接続し、かつ搬送ローラを前記
各室内および扉フード内に配設するように構成したこと
を特徴とする。
予熱室と、ガス軟窒化およびガス酸化する窒化室とガス
冷却する冷却室とを扉フードを介して連設し、前記各室
を独立の密閉室として区画すると共に、前記各室および
扉フードを真空ポンプに接続し、かつ搬送ローラを前記
各室内および扉フード内に配設するように構成したこと
を特徴とする。
(作用)
上記構成の連続表面処理炉においては、予熱室、加熱室
および冷却室にワークを順次移送することにより、加熱
気化洗浄処理、ガス軟窒化処理、ガス酸化処理およびガ
ス冷却処理を連続に行うことができるので、各処理の待
ち時間は可及的に削減される。
および冷却室にワークを順次移送することにより、加熱
気化洗浄処理、ガス軟窒化処理、ガス酸化処理およびガ
ス冷却処理を連続に行うことができるので、各処理の待
ち時間は可及的に削減される。
(実施例)
以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。
。
第1図〜第3図において、1は本発明にか覧る連続表面
処理炉で、断熱材を内張すした予熱室2と、断熱材を内
張すした加熱室3と水冷ジェット構造の冷却室4とを連
続に備えている。各室2,3.4には装入口10a、1
0b、10cと抽出口11a、llb、lieとが設け
られており、各室2,34は、相互に装入口と抽出口と
を対向させて連続に配置されている。また各装入口10
a、10b、10Cには装入扉12a、12b、12c
が、各抽出口11a、11b、lieには抽出扉13a
、13b、13cがそれぞれ付設され、各室2,3.4
は独立した密閉室として区画されている。
処理炉で、断熱材を内張すした予熱室2と、断熱材を内
張すした加熱室3と水冷ジェット構造の冷却室4とを連
続に備えている。各室2,3.4には装入口10a、1
0b、10cと抽出口11a、llb、lieとが設け
られており、各室2,34は、相互に装入口と抽出口と
を対向させて連続に配置されている。また各装入口10
a、10b、10Cには装入扉12a、12b、12c
が、各抽出口11a、11b、lieには抽出扉13a
、13b、13cがそれぞれ付設され、各室2,3.4
は独立した密閉室として区画されている。
予熱室2の装入扉12aは、支持フレーム14に固定し
たシリンダ15の出力軸15aに連結され、該シリンダ
15の作動により上下動して前記装入口10aを開閉す
る。同じく冷却室4の抽出扉13Cも支持フレーム16
に固定したシリンダ17の出力軸1?aに連結され、該
シリンダ17の作動により上下動して前記抽出口13c
を開閉する。
たシリンダ15の出力軸15aに連結され、該シリンダ
15の作動により上下動して前記装入口10aを開閉す
る。同じく冷却室4の抽出扉13Cも支持フレーム16
に固定したシリンダ17の出力軸1?aに連結され、該
シリンダ17の作動により上下動して前記抽出口13c
を開閉する。
方、予熱室2の抽出扉13aと加熱室3の装入扉12b
、および加熱室3の抽出扉13bと冷却室4の装入扉
12cは、それぞれ連結体18を介して一体化されて中
間扉19.20を構成している。また予熱室2と加熱室
3との間、加熱室3と冷却室4との間には扉フード21
.21が配設され、各扉フード21には真空ポンプ(図
示部)が接続され前記中間Jjj19,20を気密的に
覆って各室2,3.4を連接している。各扉フード21
の上端にはシリンダ22.23が固定されており、両シ
リンダ22,23の出力軸22a、23aには前記連結
体18.18が連結されている。すなわち、各中間扉1
9.20はシリンダ22.23の作動により上下動する
。
、および加熱室3の抽出扉13bと冷却室4の装入扉
12cは、それぞれ連結体18を介して一体化されて中
間扉19.20を構成している。また予熱室2と加熱室
3との間、加熱室3と冷却室4との間には扉フード21
.21が配設され、各扉フード21には真空ポンプ(図
示部)が接続され前記中間Jjj19,20を気密的に
覆って各室2,3.4を連接している。各扉フード21
の上端にはシリンダ22.23が固定されており、両シ
リンダ22,23の出力軸22a、23aには前記連結
体18.18が連結されている。すなわち、各中間扉1
9.20はシリンダ22.23の作動により上下動する
。
予熱室2および加熱室3ははC同じ構成とされ、各室2
.3内の側壁近傍にヒータ24が、また各室2.3の天
井部に循環ファン25が配設されている。一方、冷却室
4にはファン27と、下方を開放したトンネル状のバッ
フル28と、熱交換器(冷却器)29とが配設されてい
る(第3図)。
.3内の側壁近傍にヒータ24が、また各室2.3の天
井部に循環ファン25が配設されている。一方、冷却室
4にはファン27と、下方を開放したトンネル状のバッ
フル28と、熱交換器(冷却器)29とが配設されてい
る(第3図)。
バッフル28は、その前後が冷却室4の装入口lOCと
抽出口lieとを向くように配置され、かつその天井に
設けた開口28aをファン27に臨ませている。冷却室
4内の雰囲気は、83図に矢印で示すように、バッフル
28の下部からその内部に吸引された後、開口28aか
らバッフル28の外へ排出され、さらに熱交換器29部
を通過して循環するようになっている。
抽出口lieとを向くように配置され、かつその天井に
設けた開口28aをファン27に臨ませている。冷却室
4内の雰囲気は、83図に矢印で示すように、バッフル
28の下部からその内部に吸引された後、開口28aか
らバッフル28の外へ排出され、さらに熱交換器29部
を通過して循環するようになっている。
31は、ワーク−を搬送するローラコンベアで、予熱室
2、加熱室3および冷却室4を結ぶように配設されてい
る。ローラコンベア31を構成する各ローラ32は、そ
の両端部が各室2,3.4の側壁を貫通して水平方向へ
引き出されている。各ローラ32が引き出された各室2
,3.4の外壁部分には、該ローラ32を気密下に挿通
させて内部へのエアの流入を規制するシール箱33が固
設されている(第2図、第3図)、なお、ローラ32の
一端部にはスプロケット34が固定され、各スプロケッ
ト34には駆動源に接続するチェーン(図示部)が掛け
られている。
2、加熱室3および冷却室4を結ぶように配設されてい
る。ローラコンベア31を構成する各ローラ32は、そ
の両端部が各室2,3.4の側壁を貫通して水平方向へ
引き出されている。各ローラ32が引き出された各室2
,3.4の外壁部分には、該ローラ32を気密下に挿通
させて内部へのエアの流入を規制するシール箱33が固
設されている(第2図、第3図)、なお、ローラ32の
一端部にはスプロケット34が固定され、各スプロケッ
ト34には駆動源に接続するチェーン(図示部)が掛け
られている。
しかして、予熱室2の天井には空気導入口35が設けら
れている。また加熱室3の天井には2つのガス導入口3
8.37が設けられ、その一方のガス導入口3BにはN
H3ガスの発生源(図示部)に通じる配管38の一端が
、その他方のガス導入口37にはCO2ガスの発生源(
図示部)とエア源(図示部)とに通じる配管38の一端
がそれぞれ接続されている(第2図)、また上記シール
箱33には、N2ガスの発生源(図示部)に通じる配管
40の一端が接続されており、該配管40を給送された
N2ガスがローラ32の挿通隙間から加熱室3内に導入
されるようになっている。
れている。また加熱室3の天井には2つのガス導入口3
8.37が設けられ、その一方のガス導入口3BにはN
H3ガスの発生源(図示部)に通じる配管38の一端が
、その他方のガス導入口37にはCO2ガスの発生源(
図示部)とエア源(図示部)とに通じる配管38の一端
がそれぞれ接続されている(第2図)、また上記シール
箱33には、N2ガスの発生源(図示部)に通じる配管
40の一端が接続されており、該配管40を給送された
N2ガスがローラ32の挿通隙間から加熱室3内に導入
されるようになっている。
また、各室2,3.4の側壁およびタンク 8の側壁に
は、第2.3図に示すように排気口42が設けられ、各
排気口42には真空ポンプ43a、43bに通じる配管
44の一端が接続されている(なお、予熱室2および扉
フード炉21については図示を略す)、また冷却室4の
側壁には、カス流入口45が設けられ、このガス流入口
45にはN2ガスの発生源(図示部)に通じる配管46
とベントロ(図示部)に通じる配管47の一端がそれぞ
れ接続されている。なお、上記配管類にはバルブ(電磁
バルブ) 48.48・・・が介装されており、これら
バルブの操作により各室2,3.4へのガス流入、流出
が制御されるようになっている。
は、第2.3図に示すように排気口42が設けられ、各
排気口42には真空ポンプ43a、43bに通じる配管
44の一端が接続されている(なお、予熱室2および扉
フード炉21については図示を略す)、また冷却室4の
側壁には、カス流入口45が設けられ、このガス流入口
45にはN2ガスの発生源(図示部)に通じる配管46
とベントロ(図示部)に通じる配管47の一端がそれぞ
れ接続されている。なお、上記配管類にはバルブ(電磁
バルブ) 48.48・・・が介装されており、これら
バルブの操作により各室2,3.4へのガス流入、流出
が制御されるようになっている。
50は、予熱室2の装入口10aに臨んで配置された装
入テーブル、51は冷却室4の抽出口11cに臨んで配
置された抽出テーブルで、それぞれにはワーク讐を搬送
するためのローラ52が設けられている。
入テーブル、51は冷却室4の抽出口11cに臨んで配
置された抽出テーブルで、それぞれにはワーク讐を搬送
するためのローラ52が設けられている。
以下、上記のように構成した連続表面処理炉の作用を第
4図も参照して説明する。なお、第4図は、表面処理中
におけるワークの熱サイクルと炉内の圧力サイクルとを
示したもので、同図中、■は予熱室2、■は加熱室3、
■は冷却室4をそれぞれ表わしている。
4図も参照して説明する。なお、第4図は、表面処理中
におけるワークの熱サイクルと炉内の圧力サイクルとを
示したもので、同図中、■は予熱室2、■は加熱室3、
■は冷却室4をそれぞれ表わしている。
表面処理に際しては、予め装入扉12a、中間扉19.
20および抽出扉13cの全ての扉を閉め、ヒータ24
に通電して予熱室2内をワークに付着している油等の不
純物が気化する温度(300〜400℃)に、加熱室3
内を軟窒化温度(550〜650℃)に保持しておく、
そして先ず、シリンダ15の作動により予熱室2の装入
扉12aを開け、装入テーブル50上のワークWを装入
口10aから予熱室2内に装入し、続いてシリンダ15
の再作動により装入扉12aを閉じる。この際、ワーブ
−に付着している切削油、潤滑油等の不純物は急激に気
化して、室2内の汚染の原因となる油ベーパが多量に発
生する0次に真空ポンプ(図示略)を運転して予熱室2
内を0.5Torr以下まで排気して、加熱初期に発生
する多量の油ペーパーを除去した後、空気導入口35か
ら予熱室2内にエアを導入する。この時、真空ポンプに
通じるバルブを開閉して炉内圧力を650〜700 T
orrに調整すると共に、ファン25を回転させる。ワ
ーク讐は、ファン25の回転により対流加熱され速やか
に不純物の気化温度(300〜400℃)に加熱され、
ワーク表面に付着していた切削油、潤滑油等の不純物が
徐々に分解、蒸発すると共に、室内の雰囲気が真空ポン
プによって予熱室2の外へ排出される。すなわち、ワー
ク−は加熱気化洗浄されると共に、ワークWの表面に薄
い酸化膜が形成される。
20および抽出扉13cの全ての扉を閉め、ヒータ24
に通電して予熱室2内をワークに付着している油等の不
純物が気化する温度(300〜400℃)に、加熱室3
内を軟窒化温度(550〜650℃)に保持しておく、
そして先ず、シリンダ15の作動により予熱室2の装入
扉12aを開け、装入テーブル50上のワークWを装入
口10aから予熱室2内に装入し、続いてシリンダ15
の再作動により装入扉12aを閉じる。この際、ワーブ
−に付着している切削油、潤滑油等の不純物は急激に気
化して、室2内の汚染の原因となる油ベーパが多量に発
生する0次に真空ポンプ(図示略)を運転して予熱室2
内を0.5Torr以下まで排気して、加熱初期に発生
する多量の油ペーパーを除去した後、空気導入口35か
ら予熱室2内にエアを導入する。この時、真空ポンプに
通じるバルブを開閉して炉内圧力を650〜700 T
orrに調整すると共に、ファン25を回転させる。ワ
ーク讐は、ファン25の回転により対流加熱され速やか
に不純物の気化温度(300〜400℃)に加熱され、
ワーク表面に付着していた切削油、潤滑油等の不純物が
徐々に分解、蒸発すると共に、室内の雰囲気が真空ポン
プによって予熱室2の外へ排出される。すなわち、ワー
ク−は加熱気化洗浄されると共に、ワークWの表面に薄
い酸化膜が形成される。
上記加熱気化洗浄後、真空ポンプによって予熱室2内を
0.5Torr以下に排気した後、シリンダ22の作動
により中間扉19を開け、ローラコンベア31によって
ワーク讐を予熱室2とはC同圧とした加熱室3へ移行さ
せ、中間扉19を閉じる。そして、加熱室3内へN2ガ
ス発生源に通じる配管40のバルブ48(第2図)を開
いて N2ガスを650〜700 Torrになるまで
導入する。
0.5Torr以下に排気した後、シリンダ22の作動
により中間扉19を開け、ローラコンベア31によって
ワーク讐を予熱室2とはC同圧とした加熱室3へ移行さ
せ、中間扉19を閉じる。そして、加熱室3内へN2ガ
ス発生源に通じる配管40のバルブ48(第2図)を開
いて N2ガスを650〜700 Torrになるまで
導入する。
ワークWはN2雰囲気下で、ファン25の回転によって
対流加熱され、速やかに軟窒化温度(550〜650℃
)まで昇温される0次に、再び真空ポンプ43aを運転
して加熱室3内を 0.5Tarr以下になるまで排気
し、今度は、前記N2ガス発生源に通じる配管40に加
え、NH3ガス発生源に通じる配管38、C02ガス発
生源に通じる配管39のバルブ48(第2図)も開き、
加熱室3内に窒化ガスとしてのNH3ガス、C02ガス
、N2ガスを所定の比率で導入する。この時、真空ポン
プに通じるバルブを開閉して炉内圧力を 500〜60
0 Torrに調整すると共に、ファン25を回転する
。なお、本実施例においてはNH3ガス、CO2ガス、
N2ガスの導入経路を分離しているので、ガス相互の反
応に起因するガス導入口36.37の目詰まりを防止で
きる。
対流加熱され、速やかに軟窒化温度(550〜650℃
)まで昇温される0次に、再び真空ポンプ43aを運転
して加熱室3内を 0.5Tarr以下になるまで排気
し、今度は、前記N2ガス発生源に通じる配管40に加
え、NH3ガス発生源に通じる配管38、C02ガス発
生源に通じる配管39のバルブ48(第2図)も開き、
加熱室3内に窒化ガスとしてのNH3ガス、C02ガス
、N2ガスを所定の比率で導入する。この時、真空ポン
プに通じるバルブを開閉して炉内圧力を 500〜60
0 Torrに調整すると共に、ファン25を回転する
。なお、本実施例においてはNH3ガス、CO2ガス、
N2ガスの導入経路を分離しているので、ガス相互の反
応に起因するガス導入口36.37の目詰まりを防止で
きる。
上記窒化ガスは軟窒化温度下の加熱室3内で以下のよう
に反応する。
に反応する。
2 NH3=2 (N) + 3 H2・・・(1)C
O2+ N2:: co十H20・・・(2)2 GO
: (C) +CO2・・・(3)すなわち、NH3は
(1)式により分解して発生期の(N)を生成し、これ
がワーク−の表面に侵入して窒化反応が起こる。またC
02は(1)式で生成したN2 と反応してCOと N
20を生成し、このCOは、さらに(3)式によって発
生期の(C)を生成し、これがワーク表面に侵入してい
わゆる浸炭が起こる。加熱室内に導入したCO2および
上記反応で生じたN20は、ワーク表面において酸化反
応を起こし、窒化物層にポーラス部を生じさせ、表面硬
さや耐摩耗性の低下、あるいは摺動特性や剛性の低下を
招くこととなる。しかしながら、本実施例においては加
熱室3内を真空排気してから500〜Boo Tart
という減圧雰囲気下で軟窒化を行っているので、加熱室
3内の酸素分圧が低くなり、酸化反応が抑制されてポー
ラス部のない緻密な窒化物層が得られ、処理後のワーク
の品質性能は著しく向上するようになる。また、ワーク
の表面には薄い酸化膜が形成されているので、軟窒化が
促進する。
O2+ N2:: co十H20・・・(2)2 GO
: (C) +CO2・・・(3)すなわち、NH3は
(1)式により分解して発生期の(N)を生成し、これ
がワーク−の表面に侵入して窒化反応が起こる。またC
02は(1)式で生成したN2 と反応してCOと N
20を生成し、このCOは、さらに(3)式によって発
生期の(C)を生成し、これがワーク表面に侵入してい
わゆる浸炭が起こる。加熱室内に導入したCO2および
上記反応で生じたN20は、ワーク表面において酸化反
応を起こし、窒化物層にポーラス部を生じさせ、表面硬
さや耐摩耗性の低下、あるいは摺動特性や剛性の低下を
招くこととなる。しかしながら、本実施例においては加
熱室3内を真空排気してから500〜Boo Tart
という減圧雰囲気下で軟窒化を行っているので、加熱室
3内の酸素分圧が低くなり、酸化反応が抑制されてポー
ラス部のない緻密な窒化物層が得られ、処理後のワーク
の品質性能は著しく向上するようになる。また、ワーク
の表面には薄い酸化膜が形成されているので、軟窒化が
促進する。
上記窒化処理完了後、NH3ガス、C02ガスおよびN
2ガスの導入経路を閉じ、真空ポンプ43aの運転によ
り加熱室3内を約0.5Torr以下まで排気し、その
後、002発生源とエア源とに通じる配管39のバルブ
48(第2図)を開き、酸化性ガスとしてCO2とエア
(02)とを同時に加熱室3内に導入する。この時、エ
アの導入は短時間(約1分間)で止め、C02の導入の
み継続(10分間)して炉内圧力をは一350Torr
になるまで高める。酸化性ガスの存在によりワーク表面
で急激に酸化反応が起こり、一部下安定な(剥離し易い
) FeOあるいはFe 203が生成されるが、この
FeOあるいはFe 203は酸化力の弱いC02によ
り緩やかに酸素リッチのFe3O4に変えられる。Fe
3O4はきわめて密着性が良く、酸化皮膜は安定して特
に耐食性の向上に大きく寄与する。なお、窒化処理後の
雰囲気には、NH3、H2、C01CH4等の有害ガス
が含まれるので、本実施例では真空ポンプ43aの下流
に燃焼装置(コンパスタ−)を設けて排ガスとして大気
に放出するようにしている。
2ガスの導入経路を閉じ、真空ポンプ43aの運転によ
り加熱室3内を約0.5Torr以下まで排気し、その
後、002発生源とエア源とに通じる配管39のバルブ
48(第2図)を開き、酸化性ガスとしてCO2とエア
(02)とを同時に加熱室3内に導入する。この時、エ
アの導入は短時間(約1分間)で止め、C02の導入の
み継続(10分間)して炉内圧力をは一350Torr
になるまで高める。酸化性ガスの存在によりワーク表面
で急激に酸化反応が起こり、一部下安定な(剥離し易い
) FeOあるいはFe 203が生成されるが、この
FeOあるいはFe 203は酸化力の弱いC02によ
り緩やかに酸素リッチのFe3O4に変えられる。Fe
3O4はきわめて密着性が良く、酸化皮膜は安定して特
に耐食性の向上に大きく寄与する。なお、窒化処理後の
雰囲気には、NH3、H2、C01CH4等の有害ガス
が含まれるので、本実施例では真空ポンプ43aの下流
に燃焼装置(コンパスタ−)を設けて排ガスとして大気
に放出するようにしている。
上記酸化処理後、再び真空ポンプ43aを運転して加熱
室3内を 0.5Torr以下に真空排気する。なお、
冷却室4は上記軟窒化および酸化処理の間に、真空ポン
プ43b(第3図)の運転により加熱室3とは一同圧に
されている0次に、シリンダ23の作動により中間扉2
0を開け、ローラコンベア31によりワーク讐を冷却室
4へ装入する。そして、中間扉20を閉じると同時にN
2ガス発生源に通じる配管46のバルブ48を開け(第
3図)、N2ガスを冷却室4内に導入する。この時、真
空ポンプ43bに通じるバルブ48を開閉して冷却室4
内の圧力を650〜700 Torrに調整すると共に
、冷却ファン27を回転する。
室3内を 0.5Torr以下に真空排気する。なお、
冷却室4は上記軟窒化および酸化処理の間に、真空ポン
プ43b(第3図)の運転により加熱室3とは一同圧に
されている0次に、シリンダ23の作動により中間扉2
0を開け、ローラコンベア31によりワーク讐を冷却室
4へ装入する。そして、中間扉20を閉じると同時にN
2ガス発生源に通じる配管46のバルブ48を開け(第
3図)、N2ガスを冷却室4内に導入する。この時、真
空ポンプ43bに通じるバルブ48を開閉して冷却室4
内の圧力を650〜700 Torrに調整すると共に
、冷却ファン27を回転する。
冷却室4内のN2雰囲気はワーク臀を収容するバッフル
28内を下方から上方へ流動しく第3図)、ワーク讐を
急速に冷却し、これによって窒化物層は安定となる。冷
却終了後は、ベントロに通じる配管47のバルブ48を
開いて冷却室4内を大気圧に戻し、抽出扉13cを開け
てワークWを抽出テーブル51上に搬送し、これにて一
連の表面処理は完了する。
28内を下方から上方へ流動しく第3図)、ワーク讐を
急速に冷却し、これによって窒化物層は安定となる。冷
却終了後は、ベントロに通じる配管47のバルブ48を
開いて冷却室4内を大気圧に戻し、抽出扉13cを開け
てワークWを抽出テーブル51上に搬送し、これにて一
連の表面処理は完了する。
(発明の効果)
以上、詳細に説明したように、本発明にか覧る連続表面
処理炉によれば、ワークを連続的に搬送しつ一加熱気化
洗浄理後、ガス軟窒化とガス酸化、ガス冷却の処理を各
独立の室で行うことができるので、各処理の待ち時間を
可及的に削減し得て生産性の向上に大きく寄与する効果
がある。また各室を真空ポンプに接続したので、適宜真
空または減圧下での処理が可能となり、表面処理層の品
質向上に大きく寄与する効果がある。
処理炉によれば、ワークを連続的に搬送しつ一加熱気化
洗浄理後、ガス軟窒化とガス酸化、ガス冷却の処理を各
独立の室で行うことができるので、各処理の待ち時間を
可及的に削減し得て生産性の向上に大きく寄与する効果
がある。また各室を真空ポンプに接続したので、適宜真
空または減圧下での処理が可能となり、表面処理層の品
質向上に大きく寄与する効果がある。
第1図は、本発明にかへる連続表面処理炉の構造を示す
断面図、第2図は、!181図の■−■矢視線に沿う断
面図、第3図は、第1図のm−m矢視線に沿う断面図、
第4図は、本連続表面処理炉による熱サイクルおよび圧
力サイクルを示す線図である。 2・・・予熱室、 3・・・加熱室4・・・冷
却室、 12a・・・装入扉13c・・・抽出扉
、 19.20・・・中間扉21・・・扉フード
、 24・・・ヒータ25.2?・・・ファン、
31・・・ローラコンベア43a、43b・・・
真空ポンプ、W・・・ワーク特許出願人 トヨタ自動車
株式会社 同 中外炉工業株式会社 第 図 第4 図
断面図、第2図は、!181図の■−■矢視線に沿う断
面図、第3図は、第1図のm−m矢視線に沿う断面図、
第4図は、本連続表面処理炉による熱サイクルおよび圧
力サイクルを示す線図である。 2・・・予熱室、 3・・・加熱室4・・・冷
却室、 12a・・・装入扉13c・・・抽出扉
、 19.20・・・中間扉21・・・扉フード
、 24・・・ヒータ25.2?・・・ファン、
31・・・ローラコンベア43a、43b・・・
真空ポンプ、W・・・ワーク特許出願人 トヨタ自動車
株式会社 同 中外炉工業株式会社 第 図 第4 図
Claims (1)
- (1)加熱気化洗浄する予熱室と、ガス軟窒化およびガ
ス酸化する加熱室とガス冷却する冷却室とを扉フードを
介して連設し、前記各室を独立の密閉室として区画する
と共に、前記各室および扉フードを真空ポンプに接続し
、かつ搬送ローラを前記各室内および扉フード内に配設
したことを特徴とする連続表面処理炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2100662A JP2913316B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 連続表面処理炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2100662A JP2913316B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 連続表面処理炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04365A true JPH04365A (ja) | 1992-01-06 |
JP2913316B2 JP2913316B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=14280010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2100662A Expired - Fee Related JP2913316B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 連続表面処理炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2913316B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100486692B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-05-03 | 주식회사 엘지이아이 | 연속처리가 가능한 열교환기 표면처리장치 |
JP2006110154A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Olympus Corp | 内視鏡用可撓管の製造装置 |
JP2006122125A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Olympus Corp | 内視鏡用可撓管の製造装置 |
JP2006131922A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Mazda Motor Corp | 鋼製歯車の製造方法 |
JP2014047423A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Koyo Heat Treatment Co Ltd | 連続熱処理装置 |
CN112095072A (zh) * | 2020-11-02 | 2020-12-18 | 浙江飞达利恩精密制造有限公司 | 一种汽车差速器转轴气体渗氮加工工艺 |
CN114774835A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-22 | 扬州保来得科技实业有限公司 | 一种蒸汽及气体软氮化一体化处理装置及处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55125267A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Surface treating method of improving abrasion resistance and corrosion resistance of iron and steel |
JPS62270761A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 鋼の窒化方法 |
JPS6479362A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Isuzu Motors Ltd | Method and device for surface hardening |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP2100662A patent/JP2913316B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55125267A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-26 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Surface treating method of improving abrasion resistance and corrosion resistance of iron and steel |
JPS62270761A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 鋼の窒化方法 |
JPS6479362A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-24 | Isuzu Motors Ltd | Method and device for surface hardening |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100486692B1 (ko) * | 2002-03-29 | 2005-05-03 | 주식회사 엘지이아이 | 연속처리가 가능한 열교환기 표면처리장치 |
JP2006110154A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Olympus Corp | 内視鏡用可撓管の製造装置 |
JP2006122125A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Olympus Corp | 内視鏡用可撓管の製造装置 |
JP2006131922A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Mazda Motor Corp | 鋼製歯車の製造方法 |
JP2014047423A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Koyo Heat Treatment Co Ltd | 連続熱処理装置 |
CN112095072A (zh) * | 2020-11-02 | 2020-12-18 | 浙江飞达利恩精密制造有限公司 | 一种汽车差速器转轴气体渗氮加工工艺 |
CN114774835A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-22 | 扬州保来得科技实业有限公司 | 一种蒸汽及气体软氮化一体化处理装置及处理方法 |
CN114774835B (zh) * | 2022-04-13 | 2024-04-12 | 扬州保来得科技实业有限公司 | 一种蒸汽及气体软氮化一体化处理装置及处理方法 |
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---|---|
JP2913316B2 (ja) | 1999-06-28 |
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